通用可组合安全的WLAN密钥交换协议*

安全性是WLAN应用的核心问题,IEEE 802.11i定义了WLAN安全基础框架,其中,四次握手协议4-WAY实现会话密钥交换与更新。分析表明4-WAY易遭受拒绝服务攻击,提出了一种改进会话密钥协商协议3-WAY, 分析表明该协议具有更好的消息认证和完整性保护,以及高效性。采用通用可组合安全模型对3-WAY进行分析,证明该协议能够实现密钥交换理想函数,具有通用可组合安全性。该协议具有广泛适用性。     

基于口令的认证密钥交换协议

提出一种基于(t, n)门限秘密共享技术的分布式口令认证密钥交换方案。用户口令的验证密钥通过秘密共享方案在服务器组内进行分配,验证任务需要t个服务器协调来完成,任意t-1个服务器合谋无法获得诚实服务器关于口令验证的任何信息。动态生成每个服务器的局部密钥,保证了方案的前向安全性。通过身份认证的各用户之间以对服务器组保密的方式交换会话密钥。该方案在DDH假设下被证明是安全的。     

标准模型下网关口令认证密钥交换协议的通用框架

网关口令认证密钥交换协议允许用户和网关在服务器的协助下建立起一个共享的会话密钥.网关口令协议适用于无线通信环境,如GSM和3GPP等.已有的网关口令认证密钥交换协议大多缺乏严格的安全证明,或者是在随机预言模型下证明安全的.该文采用模块化的设计方法提出了在标准模型下构造网关口令协议的通用框架.通用框架可以实现双向认证并且能够抵抗不可检测在线字典攻击,因此具有更强的安全性.利用DDH假设、二次剩余假设和N次剩余假设对通用框架进行实例化可以得到不同的标准模型下可证明安全的网关口令协议.     

改进的跨域口令认证密钥交换协议

描述一个跨域口令认证密钥交换协议,在其基础上对跨域C2C-PAKE协议的安全模型进行改进。通过引入公钥密码体制,结合离散对数高可靠等特点,提出改进的跨域口令认证密钥交换协议。该协议步骤简单,具有语义安全性、密钥保密性,实现了服务器与用户之间的双向认证,能对抗不可检测在线字典攻击等常见攻击。安全性分析表明该协议是安全有效的。     

强安全性的三方口令认证密钥交换协议

基于可证明安全的AugPAKE协议,提出一种具有强安全性的三方口令认证密钥交换(3PAKE)协议,协议中避免使用服务器的公钥进行认证,以保证执行效率.安全性分析结果表明,该协议可抵抗字典攻击、服务器泄露攻击等已知攻击,并具有对服务器的密钥保密性以及前向安全性.在随机预言模型下,基于DDH、SDH假设证明了该协议的安全性.     

基于百万富翁算法的口令认证密钥交换协议

口令认证密钥交换（PAKE）协议由于其便于记忆、运行成本低等特点受到广泛关注。文章在百万富翁协议算法的基础上,通过简化和改进,提出一种口令认证的密钥交换协议。该协议使用一个低熵的口令进行双方的认证,并得到一个高熵的密钥。文章同时分析了该协议对抵御中间人攻击和离线字典攻击的安全性。     

基于动态口令验证因子认证的密钥交换协议

传统的密钥交换协议一般只考虑到通信过程的安全性,忽略了服务器端的安全性。一旦服务器被攻陷,则所有用户的口令信息部将被窃取,攻出者就可以冒充合法用户登录系统。目前有一些协议运用零知识证明的方法来解决该问题,但都需要较大的计算量。一种基于动态口令验证因子认证的密钥交换协议（DV-AKE）被提出,其服务器的口令验证因子是动态变化的,使用了轻量的散列函数来实现零知识证明,尤其适合于轻量的客户端和有大量用户同时连接服务器的应用场景。     

可口令认证的两方密钥交换协议之安全性改进

对于口令认证的密钥交换协议的安全性要求,分析Izabachene等提出的口令认证的两方密钥交换协议存在服务器泄漏伪装攻击,在该协议的基础上,利用服务器不直接存储客户端的口令明文而存储口令的验证值,提出一种新的可口令认证的两方密钥交换协议,并对协议进行了安全性的分析。分析表明,所提出的新协议具有两方密钥交换协议的安全属性有所改进。     

基于口令的可隐含认证的密钥协商协议

研究了群组通信中的密钥协商协议，首先用可变的底数来代替DH方案中的固定底数，改进了两方（Two-party)密钥协商协议PPK^[5]，然后把两方协议扩展成多方（Multi-party)协议，并且分析了所提出的两个协议对被动攻击和主动攻击的抵抗能力，最后给出了前者在抵抗联合攻击方面的不足。     

改进的三方口令验证元认证密钥交换协议

在三方口令认证密钥交换(三方PAKE)协议中,每个用户仅仅需要和服务器共享一个口令,就可以在服务器的协助下与他人进行安全的密钥交换.由于有效地减少了用户管理口令的负担,三方PAKE协议在大规模用户集的安全通信中受到了较多关注.然而,已有的三方PAKE协议大多关注的是服务器利用明文存储用户口令的情形,没有考虑服务器口令文件泄露所造成的巨大威胁.在服务器端存放的是相应于用户口令的验证元的情形下,研究三方PAKE协议的分析和设计.首先分析了一个最近提出的基于验证元的三方PAKE协议,指出该协议易于遭受离线字典攻击,因此未能达到所宣称的安全性;其次,在分析已有协议设计缺陷的基础上,提出了一个新的基于验证元的三方PAKE协议,并在标准模型下证明了所设计的协议的安全性,与已有协议的比较表明,新提出的协议在提供了更高安全性的同时具有可接受的计算和通信效率.     

基于验证元的三方口令认证密钥交换协议

三方口令认证密钥交换协议使2个分别与可信服务器共享不同口令的用户建立起秘密的会话密钥.这类协议的优点是用户只需要记忆一个口令就可以与其他注册用户进行通信,因而三方口令认证密钥交换协议更适用于大规模的端到端通信.现有的大多数三方口令认证密钥交换协议均基于随机谕言模型来实现,只有少数协议不依赖服务器拥有公钥,而且在标准模型下是可证明安全的.另外多数协议中的口令以明文的形式存储在服务器上,服务器信息泄露将对用户和服务器的数据安全带来极大的危害.在标准模型下,使用平滑投影Hash函数设计了一个基于验证元的三方口令认证密钥交换协议,并证明了协议的安全性.此协议满足抵抗服务器泄露、不可检测的在线字典攻击和密钥私密性等安全属性.     

标准模型下高效的三方口令认证密钥交换协议

三方口令认证密钥交换协议允许两个分别与服务器共享不同口令的用户在服务器的协助下建立共享的会话密钥,从而实现了用户间端到端的安全通信.现阶段,多数的三方口令认证密钥交换协议都是在随机预言模型下可证明安全的.但在实际应用中,利用哈希函数对随机预言函数进行实例化的时候会给随机预言模型下可证明安全的协议带来安全隐患,甚至将导致协议不安全.以基于ElGamal加密的平滑投射哈希函数为工具,在共同参考串模型下设计了一种高效的三方口令认证密钥交换协议,并且在标准模型下基于DDH假设证明了协议的安全性.与已有的同类协议相比,该协议在同等的安全假设下具有更高的计算效率和通信效率,因此更适用于大规模的端到端通信环境.     

标准模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议

在Waters的属性基加密方案的基础上,提出了一个在标准模型下可证安全的两方属性基认证密钥交换协议。在修改的BJM模型中,给出了所提协议在判定性双线性Diffie-Hellman假设下的安全性证明。此外,针对无会话密钥托管的应用需求,在基本协议的基础上,构造了能够有效防止会话密钥托管的属性基认证密钥交换协议。在计算效率方面,所提协议与现有的仅在随机预言模型下可证安全的属性基认证密钥交换协议相当。     

标准模型下基于口令的群密钥协商协议

基于口令的群密钥协商协议的目的是利用低熵的口令协商出高熵的会话密钥,并应用此会话密钥进行安全的通信,达到成员之间多方安全的要求。在Burmester及Desmedt协议的基础上,引入伪随机函数集和签名方案,提出一个标准模型下的可证安全的基于口令的协议,并对其进行安全性分析。     

标准模型下隐私保护的多因素密钥交换协议

多因素认证密钥交换协议融合多种不同的认证因素来实现强安全的身份认证和访问控制,在具有高级别安全应用需求的移动泛在服务中具有巨大的应用潜力.现阶段多因素协议的研究成果还不丰富,并且已有协议都是在随机预言模型下可证明安全的.以两方口令认证密钥交换协议、鲁棒的模糊提取器以及签名方案为基本组件提出了一个标准模型下可证明安全的多因素协议.本文的协议中服务器不知道用户的生物模板,因此实现了对生物信息的隐私保护.与已有的随机预言模型下的多因素协议相比,本文的协议在满足更高安全性的同时具有更高的计算效率和通信效率,因此更满足高级别安全的移动泛在服务的应用需求.     

标准模型下可证安全的加密密钥协商协议

密钥加密协议的目的是利用安全性低的口令协商安全性高的密钥,进而利用密钥对以后的通信进行加密或身份认证,从而实现安全通信.现有的密钥加密协议大多缺乏安全证明,或者仅在Random Oracle模型下证明了协议的安全性.与Random Oracle模型下的协议相比,标准模型下可证安全的EKE(encrypted key exchange)协议虽然不需要Random Oracle假设,但它们都对参与方的计算能力要求较高,协议规则也更为复杂.从David P. Jablon在"Extended Password Key Exchange Protocols Immune to Dictionary Attacks"一文中提出的协议出发,通过引入服务端的公钥,并利用ElGamal加密和伪随机函数集,将一个Random Oracle模型下可证安全的EKE协议改进为一个标准模型下可证安全的EKE协议,并证明了改进后的协议仍然是安全的.与原始协议相比,改进后的协议只需要DDH(decisional Diffie-Hellman)假设,而不需要理想加密和Random Oracle假设;与其他标准模型下可证安全的协议相比,改进后的协议不需要CCA2(chosen ciphertext attack-2)安全的加密方案,从而不仅可以减少指数计算的次数,而且具有协议规则简单的优点.相对于KOY协议,改进后的协议将指数运算次数降低了73%;相对于Jiang Shao-Quan等人在"Password Based Key Exchange with Mutual Authentication"一文中提出的协议,改进后的协议将指数运算次数降低了55%.     

基于扩展Canetti-Krawczyk模型的认证密钥交换协议的模块化设计与分析

提出一种模块化的扩展Canetti-Krawczyk模型(简称meCK模型)以摆脱认证密钥交换协议对随机预言机的依赖.首先将认证密钥交换协议划分为秘密交换模块和密钥派生模块,并分别形式化定义其攻击者的能力与安全属性;然后综合上述模块得到认证密钥交换协议的模块化安全模型,并证明所提出的安全定义蕴涵原始的扩展Canetti-Krawczyk安全.借助协议模块化分析的思想,设计了一种高效且在标准模型下可证明安全的认证密钥交换协议(简称UPS协议).在meCK模型下,UPS协议的安全性可有效归约到伪随机函数簇、目标抗碰撞Hash函数簇和GapDiffie-Hellman等标准密码学假设上.与其他标准模型下可证明安全的协议相比,UPS协议所需的密码学假设更弱、更标准,且指数运算次数降低了50%～67%.最后,UPS协议的构造与安全性验证了所提出的模块化方法的合理性和有效性,并解决了ProvSec09上的一个公开问题.     

强安全高效的认证密钥交换协议

提出一个认证密钥交换协议AKE-1。与已有的协议相比,AKE-1效率较高。基于随机预言假设和CDH假设,该协议被证明在eCK07模型下是安全的。AKE-1使用的技术是Cash, Kiltz和Shoup最近提出的陷门测试。基于AKE-1给出一轮的变体(满足只有一个实体在线)和三轮的变体(提供密钥确认属性)以满足不同的应用。     

强安全高效的认证密钥交换协议

提出一个认证密钥交换协议AKE-1。与已有的协议相比,AKE-1效率较高。基于随机预言假设和CDH假设,该协议被证明在eCK07模型下是安全的。AKE-1使用的技术是Cash, Kiltz和Shoup最近提出的陷门测试。基于AKE-1给出一轮的变体(满足只有一个实体在线)和三轮的变体(提供密钥确认属性)以满足不同的应用。